Theta-forbindelse i arbejdshukommelsen (STAR)

Denne undersøgelse er et pilotstudie på fem sessioner med transkraniel magnetisk stimulering (TMS), elektroencefalografi (EEG) og magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) for at forstå det neurale oscillerende grundlag for output-gating. Den første session af eksperimentet vil være screeningssession, hvor deltagerne giver skriftligt samtykke til at deltage, screenes for farveblindhed, udfylder spørgeskemaer og udfører en arbejdshukommelsesopgave med retrospektive signaler. Deltagerne vil blive inviteret tilbage til den anden session, hvis de viser en fordel for deres arbejdshukommelse procentvis korrekt ved brug af den informative retro-cue i forhold til den uinformative neutrale cue. Denne session vil også blive brugt til at vælge antallet af elementer, der skal bruges i arbejdshukommelsesopgaven til efterfølgende sessioner. Kriterierne for sværhedsgradstitrering er opgaveudførelse mellem 60 % og 85 % korrekt for retro-cue-forsøg og en fordel på mindst 5 % større end neutrale cue-forsøg. Således vil forskellige deltagere udføre opgaven med forskelligt antal elementer, der skal kodes ind i arbejdshukommelsen. Titrering af opgavevanskeligheder som beskrevet her er afgørende for eksperimenter, der bruger kausal manipulation (f.eks. transkraniel magnetisk stimulation) for at modulere ydeevnen. Hvis deltagerne udfører ved loftet (tæt på 100%) eller ved gulvet (tæt på tilfældig ændring), så er det mindre sandsynligt, at enhver eksperimentel manipulation af adfærd påvirker ydeevnen, da opgaven er for "let" eller for "hård". Til den anden session af eksperimentet udfører deltagerne arbejdshukommelsens retro-cue-opgave, mens EEG optages. Derudover vil deltagerne udføre en simpel perception farveopgave, hvor deltagerne ser en farve og vælger den matchende farve fra farvecirklen. Denne opgave tester for præcisionen af ​​perception gennem hele farvecirklen. EEG-dataene fra den anden session vil blive forbehandlet, og en Morlet wavelet-foldningsanalyse vil blive udført. Det resulterende spektrogram vil blive kontrasteret mellem den informative retro-cue og uinformative neutrale cue for at udlede theta-frekvensen med spidsamplitude i præfrontal cortex, og kontrasteret mellem en venstre- og højregående retro-cue for at udlede alfa-frekvensen med peak-amplitude i parietal cortex. Disse spidsfrekvenser vil blive brugt til stimulering i den fjerde og femte session. I den tredje session vil efterforskerne erhverve strukturel og funktionel MR for hver deltager. De funktionelle MR-data vil blive analyseret for at identificere regioner i den forreste midterste frontale gyrus og posterior intraparietale sulcus, der er funktionelt forbundet inden for det frontal-parietale, "eksekutive kontrol"-netværk. En tidligere meta-analyse af funktionelle MR-studier viste, at regionerne med top retro-cue aktivitet var ved Montreal Neurological Institute koordinater (-40, 36, 28) for anterior midterste frontal gyrus og (-38, -48, 44) for inferior intraparietal sulcus. Derfor vil efterforskerne begrænse søgelyset til de anatomiske vartegn og disse koordinater. Massecentret i disse regioner vil blive brugt til målretning med TMS i den efterfølgende fjerde og femte session. I den fjerde og femte session vil stimulation blive leveret på tidspunktet i forhold til retro-cue, frekvens og rumlig placering baseret på tidligere lokalisatorer. Under stimulering skal placeringen af ​​TMS-spolen justeres til den målrettede hjerneregion med neuro-navigationssoftware, der registrerer nøjagtigheden af ​​hver TMS-puls i forhold til målet. Ved hvert forsøg vil stimulationstypen blive tilfældigt udvalgt, modbalanceret og blandet. Virkningerne af rytmisk TMS forventes ikke at vare i mere end et par cyklusser ud over selve stimuleringen. Derfor blander det eksperimentelle design tilfældigt stimulationstypen i hver opgaveblok.